袖阀管注浆基底隔渗封闭截水技术的应用

韩 瑛

1 工程概况

位于太原市迎泽大街南宫西路警备区院内的新建南路家属院1号住宅楼地下车库工程为单层框架结构，长89.93 m，宽40.6 m，车库基底面积2594 m2，地下车库基底为-10.50 m，基坑支护形式为帷幕桩、冠梁、喷锚，基础形状为多边形。

2 工程地质及水文条件

该建筑物场地位于汾河以东冲积平原与洪积倾斜平原交接洼地，地貌单元为汾河东岸Ⅰ级阶地。地层结构主要由第四系全新统和上更新统河流相冲洪积层组成，场地土自上而下分为13层，第③层粉质粘土以上地下水类型为孔隙潜水，突水层主要为第③层粉质粘土层与第④层中砂层的承压水，基坑地下水位位于地表下1.1 m～1.8 m，水位季节性变化幅度约1 m。

3 方案的选择

该工程车库基坑与止水帷幕、工程桩施工完后，土方开挖时出现竖向突涌现象，及时回填后，邀请省内专家对此情况进行论证。由于该工程周围建筑物密集，若采取强降水施工，会造成周围地层排水固结，从而引起不均匀沉降;经计算，采用降水井日抽水量为723.6 m3，施工完成后抽取掉的地下水相当于2.51个迎泽湖内的水。

结合工程情况及我国节能、降耗的国策，决定采用袖阀管注浆基底隔渗封闭截水施工技术来达到加固土体的目的。通过袖阀管注浆，阻截地下水突涌、封闭渗水通道、平衡静水压力，与周围止水帷幕形成封闭截水，从根本上加固土体，提高地基的承载力，达到不降水同样可以正常施工的目的，同时，减少工程施工对水资源的无度开采和污染，避免地下水的消耗，实现封闭截水，有效保护地下水资源，实现绿色施工。

4 袖阀管注浆封闭截水施工技术

4.1 工艺原理

袖阀管是一种专用的注浆管，每节长0.33 m～2.0 m，管与管用丝扣连接，分为花管与实管两部分。

袖阀管注浆基底隔渗封闭截水施工是通过对土体不同岩性地层采用定深、分层、分段和不同压力由下往上进行注浆来达到加固土体的方法。施工中通过上下两个阻塞器，将浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行灌注，达到分段注浆的目的，阻塞器可在袖阀管中自由移动，根据需要在注浆区域内重复注浆，达到加固软弱地基、封闭截水、保护地下水资源的效果(见图1)。

4.2 工艺流程

工艺流程如下:

施工准备→放点布设孔位→复核孔位→开钻成孔至设计深度→复核孔深→安装下料管→灌注套壳料→安装袖阀管→下入双塞注浆料→移机至下一孔位→配制浆液→开始注浆→达到终灌标准。

图1 袖阀管施工原理图

4.3 施工控制要点

4.3.1 钻孔点位的布置

根据设计图纸布设注浆孔，以中心点为基点，按照梅花形布置，注浆孔间距1.0 m，布孔间距误差±5 cm。钻机的最小可操作距离为0.8 m～1.0 m，遇障碍物可适当调整。

4.3.2 开钻成孔

开钻前复核孔位，钻机成孔时采用泥浆护壁，成孔至设计孔深后停钻，成孔垂直度偏差小于1.5%，成孔深度误差±10 cm，孔径不得小于91 mm。

4.3.3 复核孔深

定制专用重锤，由专人采用重锤法复核孔深，与设计无偏差时方可进行下道工序。

4.3.4 安装下料管

钻孔完成后向孔内插入专用下料管，并通过此管压入套壳料。

4.3.5 灌注套壳料

套壳料的配制及用料:水泥∶膨润土∶水=1∶1.6∶2，其性能为:粘度26 s，稳定性0.007，析水率9%，7 d龄期抗压强度0.3 MPa～0.5 MPa。为增加套壳料的脆性，掺入一定量的粉煤灰。注浆水泥为42.5 MPa普通硅酸盐水泥。注浆段每米提升一次，注浆水泥用量为82 kg/m。

单孔注浆量计算公式:

其中，Qd为单孔注浆量;V1为单孔注浆对象土体积。

单孔注浆对象土体积计算公式:

其中，S为钻孔断面积;H为钻孔深度。

4.3.6 袖阀管安装

袖阀管安装时严格按照成孔深度与有效加固段确定花管与实管的分配长度，确定注浆段，检查胶圈，再将按序排列的袖阀管下入孔底，孔口预留10 cm～15 cm。杜绝破损不牢固的管下入孔内，下管时保证袖阀管位于钻孔的中间，管底采用专用管冒封闭，下管后应封闭孔口，防止异物掉入和移机时损坏。

4.3.7 下入双塞注浆器

插入双塞注浆器时要检查双塞碗的完好，而后应垂直缓慢插至孔底，开始第一段的注浆。注浆开始后，当有浆液从袖阀管内大量泛出时说明双塞有破裂，必须停止注浆并拔出更换。

4.3.8 浆液配置

注浆主剂为水泥(42.5普通硅酸盐水泥)。配置的浆液具有可调性，浆液本身的防渗性和耐久性必须满足设计要求。

4.3.9 开始注浆

为确保加固质量与实施的合理性，设备进场后应选择有代表性的区域进行试成孔注浆，进一步确定注浆的有关参数与施工控制参数。

注浆时应遵循注浆压力与注浆量双控制的原则，次序应为由下至上，先外排后内排，隔孔隔排进行，外排为定量注浆，内排为饱和注浆，开始正式注浆前应分别试注，以进一步确定注浆压力、注浆量等参数。

注浆器每次提升高度应控制在1.0 m，相邻两孔应交错提升，确保每一层位都能均匀注入。为达到反复注浆可将注浆段隔0.5 m～1.0 m提一次，二次注浆时可交错隔米施注。遇有个别孔吃浆量过大时，应采取间歇注浆的方法和调整浆液浓度或采取双液注浆来控制。开环采用快速开环、间歇法与隔环法，按照n+2的次序开环和灌浆。

根据《岩土工程勘察报告》，确定成孔的有效加固范围，再根据加固范围内的土质情况确定不同土层的注浆压力，注浆压力要求控制在0.1 MPa～1.0 MPa范围内。套壳料劈裂压力不得大于1.0 MPa。

4.3.10 达到终灌标准

根据压力表显示，注浆饱和后达到终灌标准。

5 注浆效果检查、分析

太原警备区1号楼地下车库袖阀管注浆历时56 d，土方开挖过程中，未发现涌水现象。共完成注浆孔735个，测定静水位孔1个，检测孔2个，累计6979.6延米。整体注浆施工结束后，分别在基坑四侧进行钻孔取芯，孔深限自然地面以下7 m，其中东侧钻孔为泥浆护壁回转钻进，西侧为干钻。所取土样装箱留存。选完整原样做渗透试验，平均渗透系数为10-5～10-8之间，满足设计要求。施工中、施工后对周围建筑物进行密切观测，未发现有异常现象，达到预期目标。

[1]余志成，施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社，2000.

[2]龚晓南.地基处理手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社，2008.

[3]陈建华，王松波.袖阀管注浆法在松散地层防渗处理中的应用[J].人民长江，2009，40(12):39-40.

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